[發明專利]在機器人手術過程期間識別和跟蹤物理對象的系統和方法

有效

• 申請號: 201780031879.8
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN109152615B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: P·勒斯勒爾
• 申請（專利權）人: 馬科外科公司
• 主分類號: A61B34/32
• 分類號: A61B34/32;A61B34/30
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 張小穩

1.一種用于跟蹤物理對象的導航系統，所述導航系統包括：

機器人裝置；

器械，能附接于所述機器人裝置；

視覺裝置，附接于所述機器人裝置或所述器械中的一個，使得所述視覺裝置能隨所述機器人裝置移動，所述視覺裝置被配置成生成視覺數據集，其中，所述視覺數據集是從當移動所述機器人裝置時按多個自由度移動的所述視覺裝置能實現的物理對象的多個視角捕獲的；以及

計算系統，與所述視覺裝置通信，所述計算系統具有至少一個處理器，所述至少一個處理器被配置成基于所述視覺數據集中能識別的物理對象的一個或更多個特征將虛擬對象與物理對象關聯，其中，虛擬對象至少部分地限定器械的虛擬邊界。

2.根據權利要求1所述的導航系統，其中，所述視覺裝置包括相機。

3.根據權利要求1或2所述的導航系統，其中，所述計算系統被配置成跟蹤生成所述視覺數據集的所述視覺裝置的每個位置處的所述視覺裝置的位置和取向。

4.根據權利要求1或2所述的導航系統，其中，所述計算系統被配置成基于物理對象的所述一個或更多個特征來確定物理對象的身份。

5.根據權利要求4所述的導航系統，其中，所述計算系統被配置成基于物理對象的身份將所述虛擬對象與物理對象關聯。

6.根據權利要求5所述的導航系統，其中，所述虛擬對象包括三維模型、二維表面、點云、體素化體積、表面網格、平面、線或單個點中的一個或更多個。

7.根據權利要求1或2所述的導航系統，其中，所述一個或更多個特征包括所述視覺數據集中能識別的特征集，并且所述計算系統被配置成確定特征集的位置和取向，以建立與物理對象關聯的第一坐標系的位置和取向。

8.根據權利要求7所述的導航系統，其中，所述視覺裝置相對于所述機器人裝置或所述器械中的所述一個固定，使得所述視覺數據集能變換到所述機器人裝置或所述器械中的所述一個的第二坐標系。

9.根據權利要求8所述的導航系統，其中，所述計算系統包括坐標變換器，所述坐標變換器被配置成變換所述坐標系之一，使得所述計算系統能夠跟蹤所述器械相對于物理對象的移動。

10.根據權利要求9所述的導航系統，其中，所述計算系統被配置成使得所述器械能夠移動，以便通過跟蹤所述器械相對于物理對象的移動來在避開物理對象的同時，對目標部位處的組織進行治療。

11.根據權利要求1或2所述的導航系統，其中，所述計算系統被配置成基于一個或更多個特征來確定與物理對象關聯的信息。

12.根據權利要求11所述的導航系統，其中，信息包括物理對象標識、物理對象類型、物理對象大小、物理對象序列號、物理對象制造商、虛擬對象標識、虛擬對象類型、或虛擬對象大小中的一個或更多個。

13.根據權利要求1或2所述的導航系統，其中，所述虛擬對象由導航指導器或所述器械中的至少一個限定。

14.根據權利要求1或2所述的導航系統，其中，所述機器人裝置被配置成在自主模式下操作，使得當所述機器人裝置在所述自主模式下操作時，所述視覺裝置自主移動。

15.一種利用機器人裝置、能附接于機器人裝置的器械、視覺裝置和具有至少一個處理器的計算系統跟蹤物理對象的方法，所述方法包括以下步驟：

響應于由機器人裝置的移動導致的視覺裝置的移動而生成視覺數據集，其中，從物理對象的多個視角捕獲視覺數據集；以及

基于視覺數據集中能識別的物理對象的一個或更多個特征將虛擬對象與物理對象關聯，其中，虛擬對象限定器械的虛擬邊界。